In dieser Folge von Hyfindr Tech Talk untersuchen wir, was es wirklich bedeutet, dass Materialien und Komponenten wasserstofftauglich (H₂-tauglich) sind. Moderator Steven Oji wird von Dr. Ralph Malke begleitet, einem promovierten Materialwissenschaftler und leitenden Experten für Fehleranalyse bei DEKRA, einem weltweit führenden Unternehmen für Sicherheitsprüfungen und -zertifizierungen.
Gemeinsam tauchen sie ein in die Molekularwissenschaft hinter den Wechselwirkungen von Wasserstoff mit Materialien, die tatsächlichen Risiken der Wasserstoffversprödung, wie die Dichtheit getestet wird und die strengen Schritte, die erforderlich sind, um die H2-Ready-Zertifizierung zu erhalten.
Erfahren Sie mehr über die Kompatibilität und Sicherheit von Materialien mit Wasserstoff
Wasserstoff spielt eine zentrale Rolle bei der Energiewende. Seine sichere Verwendung, insbesondere unter hohem Druck und über lange Zeiträume, stellt jedoch große technische Herausforderungen dar.
Dr. Malke erklärt, wie die einzigartigen atomaren Eigenschaften von Wasserstoff mit Metallstrukturen interagieren, warum Versprödung ein wichtiges Thema bei der Konstruktion und Prüfung ist und was erforderlich ist, um Werkstoffe und Komponenten für den Einsatz mit Wasserstoff in Bereichen wie Energie, Transport und Industrie zu qualifizieren.
Wichtige Themen des Tech Talks
Was bedeutet „H2-tauglich“?
H2-Ready bedeutet, dass ein Material oder eine Komponente unter Wasserstoffeinwirkung zuverlässig und sicher funktioniert. Dazu gehören Beständigkeit gegen chemische Zersetzung, Leckageprävention und langfristige mechanische Integrität unter hohem Druck und dynamischen Belastungen.
In dieser Folge skizziert Dr. Malke gängige Wasserstoffanwendungen, darunter:
- Gasbrenner und Haushaltssysteme
- Wasserstoffpipelines und Speichertanks
- Kraftwerksturbinen
- Mobilität und Transport (Brennstoffzellen und Wasserstoffverbrennungsmotoren)
- Elektrolyseure und industrielle Wasserstoffproduktionssysteme
Wasserstoffversprödung: Eine versteckte, aber ernsthafte Gefahr
Wasserstoffversprödung tritt auf, wenn atomarer Wasserstoff (H) in die innere Struktur eines Materials eindringt und dieses dadurch seine Flexibilität und Festigkeit verliert. Mit der Zeit werden die Materialien dadurch spröde, rissanfällig und letztendlich unsicher.
Dr. Malke erklärt:
- Wie Wasserstoff von molekularer (H₂) in atomare (H) Form übergeht
- Wie H-Atome in Metalle diffundieren und deren Kristallgitter zerstören
- Die Belastungsfaktoren, die das Versagen durch Versprödung beschleunigen
- Warum Sichtprüfungen und Oberflächenuntersuchungen nicht ausreichen
Dichtheit und hohe Diffusionsfähigkeit von Wasserstoff
Wasserstoff ist das kleinste Molekül im Universum – und entweicht durch für das Auge unsichtbare Lücken. Deshalb sind Dichtheitsprüfungen für die Qualifizierung von Komponenten für den Einsatz mit Wasserstoff von entscheidender Bedeutung.
In dieser Folge erfahren Sie
- Was „Blasenbildungsrate” bedeutet und wie sie gemessen wird
- Wie DEKRA die Dichtheit von Rohrleitungssystemen berechnet
- Warum bei Dichtheitsprüfungen Alterung und Druckzyklen berücksichtigt werden müssen
- Wie die Nichtentdeckung von Mikro-Lecks ganze Systeme gefährden kann
Prüfung und Zertifizierung: Was es braucht, um wirklich H2-ready zu sein
DEKRA unterzieht Komponenten strengen Prüfungen, bevor sie das H2 Ready-Siegel erhalten. Dazu gehören:
- Zugversuche unter Wasserstoffeinwirkung zur Messung des Festigkeitsverlusts
- Vergleiche der Leistungsfähigkeit von neuem und gealtertem Material
- Bewertungen von inneren Mikrorissen und Belastbarkeit
- Simulationen unter realen Umgebungsbedingungen
Das Ziel ist nicht nur die Zertifizierung, sondern die Vorhersage der langfristigen Sicherheit und Zuverlässigkeit in realen Wasserstoffanwendungen.
Materialüberlegungen bei Wasserstoffanwendungen
Nicht alle Metalle sind gleich, wenn es um Wasserstoff geht. Dr. Malke erklärt, wie unterschiedliche Materialien und innere Strukturen die Wasserstoffdiffusion und -verträglichkeit beeinflussen.
Zu den wichtigsten Punkten gehören:
- Warum einige Materialien in Wasserstoffumgebungen schneller degradieren
- Der Einfluss von Mikrostruktur und vorheriger mechanischer Beanspruchung
- Wie man das richtige Material basierend auf Anwendungsfall und Risikoprofil auswählt
- Die Rolle von Beschichtungen, Oberflächenbehandlungen und Fertigungsgeschichte
Warum Standardisierung für die Einführung von Wasserstoff entscheidend ist
Mit dem weltweiten Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur werden standardisierte Prüfungen und Zertifizierungen unerlässlich sein. DEKRA ist dabei führend und richtet seine Prüfungen an den strengsten globalen Sicherheitsprotokollen aus.
Dr. Malke betont, dass ohne gemeinsame Standards die Sicherheit und Interoperabilität zwischen Wasserstoffsystemen in verschiedenen Branchen oder Ländern nicht gewährleistet werden kann.
Fazit: Wasserstoffsysteme sicher, skalierbar und zertifiziert machen
Dieser Hyfindr Tech Talk bietet einen technischen, aber leicht verständlichen Überblick darüber, was für den Aufbau und die Zertifizierung von wasserstoffkompatiblen Systemen erforderlich ist. Von molekularen Erkenntnissen bis hin zu mechanischen Tests gibt Dr. Ralph Malke einen tiefen Einblick, wie DEKRA sicherstellt, dass Materialien für die Wasserstoffzukunft bereit sind.
Da Wasserstoff eine immer zentralere Rolle in Dekarbonisierungsstrategien spielt, ist die H2-Bereitschaft Ihrer Systeme nicht nur ein Label, sondern eine Notwendigkeit für Sicherheit, Leistung und langfristige Zuverlässigkeit.
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